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文檔簡介
2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波2電磁場與電磁波教學(xué)實(shí)錄新人教版選擇性必修第二冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日(星期——)第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目(包括教材及章節(jié)名稱)2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波2電磁場與電磁波教學(xué)實(shí)錄新人教版選擇性必修第二冊(cè)教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課將圍繞新人教版選擇性必修第二冊(cè)高中物理第4章電磁振蕩與電磁波2電磁場與電磁波展開。主要內(nèi)容包括:電磁振蕩的產(chǎn)生和傳播、電磁波的特性和應(yīng)用、電磁波譜的分布等。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握電磁場與電磁波的基本概念,理解電磁波的產(chǎn)生、傳播和接收過程,培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維:培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理模型分析電磁場與電磁波現(xiàn)象,提高邏輯推理和抽象思維能力。
2.實(shí)踐探究:通過實(shí)驗(yàn)探究電磁振蕩的產(chǎn)生和電磁波的傳播,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)探究精神。
3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電磁波在現(xiàn)代社會(huì)中的廣泛應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和責(zé)任感。
4.科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境(STSE)意識(shí):使學(xué)生理解電磁波技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。學(xué)情分析本節(jié)課面對(duì)的是高中二年級(jí)學(xué)生,他們已經(jīng)完成了高中物理的基礎(chǔ)學(xué)習(xí),對(duì)力學(xué)、熱學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)有一定了解。在電磁學(xué)方面,學(xué)生可能已經(jīng)接觸過電路、磁場的初步知識(shí),但對(duì)于電磁振蕩與電磁波的概念理解可能較為薄弱。
知識(shí)方面,學(xué)生在電磁學(xué)基礎(chǔ)上的認(rèn)知可能存在差異,部分學(xué)生可能對(duì)電磁感應(yīng)和電磁場的概念掌握較好,而另一些學(xué)生可能對(duì)電路的分析和電磁波的特性理解不夠深入。
能力方面,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和解決問題的能力參差不齊。他們?cè)诿鎸?duì)復(fù)雜的物理模型和實(shí)驗(yàn)操作時(shí),可能會(huì)遇到困難和挑戰(zhàn)。
素質(zhì)方面,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)能力和批判性思維能力也在不同程度上存在差異。這些素質(zhì)對(duì)他們?cè)趯W(xué)習(xí)電磁場與電磁波這一章節(jié)時(shí)的影響較大,因?yàn)檫@一章節(jié)不僅要求學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,還要求他們能夠?qū)⒅R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決。
行為習(xí)慣上,部分學(xué)生可能存在依賴教師講解、缺乏主動(dòng)思考和探究的習(xí)慣,這在學(xué)習(xí)電磁場與電磁波這一較為抽象和復(fù)雜的物理現(xiàn)象時(shí)可能會(huì)影響學(xué)習(xí)效果。
綜合來看,學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁場與電磁波這一章節(jié)時(shí),可能會(huì)面臨理解難度大、實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜等問題。因此,教師在教學(xué)中需要關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異,采用多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高他們的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)資源1.軟硬件資源:
-高中物理實(shí)驗(yàn)室,包括示波器、電磁波發(fā)射與接收裝置、振蕩電路實(shí)驗(yàn)裝置等。
-多媒體教學(xué)設(shè)備,如投影儀、計(jì)算機(jī)、交互式白板。
2.課程平臺(tái):
-校內(nèi)物理教學(xué)平臺(tái),用于資源共享和在線作業(yè)提交。
-國家高中物理課程資源庫,提供相關(guān)教學(xué)視頻和資料。
3.信息化資源:
-電磁振蕩與電磁波的相關(guān)動(dòng)畫和模擬軟件,如電磁場模擬軟件、電磁波傳播模擬器等。
-在線教育資源網(wǎng)站,提供電磁波相關(guān)知識(shí)拓展閱讀材料。
4.教學(xué)手段:
-實(shí)驗(yàn)演示,通過實(shí)際操作展示電磁振蕩和電磁波的傳播現(xiàn)象。
-課堂討論,引導(dǎo)學(xué)生思考和討論電磁波在實(shí)際應(yīng)用中的意義。
-多媒體教學(xué),利用PPT或視頻資料講解電磁波的產(chǎn)生、傳播和接收原理。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課(5分鐘)
目標(biāo):引起學(xué)生對(duì)電磁場與電磁波的興趣,激發(fā)其探索欲望。
過程:
開場提問:“你們?cè)谏钪杏龅竭^電磁波嗎?比如,你們知道無線信號(hào)是如何傳播的嗎?”
展示一些關(guān)于手機(jī)信號(hào)、無線網(wǎng)絡(luò)、無線電波等電磁波應(yīng)用的圖片或視頻片段,讓學(xué)生初步感受電磁波的魅力或特點(diǎn)。
簡短介紹電磁場與電磁波的基本概念和重要性,為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
2.電磁場與電磁波基礎(chǔ)知識(shí)講解(10分鐘)
目標(biāo):讓學(xué)生了解電磁場與電磁波的基本概念、組成部分和原理。
過程:
講解電磁場與電磁波的定義,包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)介紹電磁場與電磁波的組成部分或功能,使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。
3.電磁場與電磁波案例分析(20分鐘)
目標(biāo):通過具體案例,讓學(xué)生深入了解電磁場與電磁波的特性和重要性。
過程:
選擇幾個(gè)典型的電磁場與電磁波案例進(jìn)行分析,如微波爐、無線電通信、雷達(dá)等。
詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義,讓學(xué)生全面了解電磁場與電磁波的多樣性或復(fù)雜性。
引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響,以及如何應(yīng)用電磁場與電磁波解決實(shí)際問題。
4.學(xué)生小組討論(10分鐘)
目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。
過程:
將學(xué)生分成若干小組,每組選擇一個(gè)與電磁場與電磁波相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論,如“電磁波的傳播特性”、“電磁干擾的防護(hù)措施”等。
小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。
每組選出一名代表,準(zhǔn)備向全班展示討論成果。
5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)(15分鐘)
目標(biāo):鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力,同時(shí)加深全班對(duì)電磁場與電磁波的認(rèn)識(shí)和理解。
過程:
各組代表依次上臺(tái)展示討論成果,包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。
其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng),促進(jìn)互動(dòng)交流。
教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足,并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。
6.課堂小結(jié)(5分鐘)
目標(biāo):回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)電磁場與電磁波的重要性和意義。
過程:
簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,包括電磁場與電磁波的基本概念、組成部分、案例分析等。
強(qiáng)調(diào)電磁場與電磁波在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用電磁場與電磁波。
7.課后作業(yè)布置(5分鐘)
目標(biāo):鞏固學(xué)習(xí)效果,拓展學(xué)生的知識(shí)面。
過程:
布置課后作業(yè):讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于電磁場與電磁波的小論文,要求結(jié)合實(shí)際生活中的例子進(jìn)行分析。
提醒學(xué)生注意作業(yè)的字?jǐn)?shù)和格式要求,并鼓勵(lì)他們提出自己的見解和創(chuàng)新點(diǎn)。
8.教學(xué)反思(課后)
目標(biāo):總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)教學(xué)方法。
過程:
教師對(duì)本次教學(xué)過程進(jìn)行反思,包括教學(xué)內(nèi)容的講解是否清晰、學(xué)生的參與度、教學(xué)方法的適用性等。
根據(jù)反思結(jié)果,調(diào)整教學(xué)計(jì)劃,優(yōu)化教學(xué)方法,以提高教學(xué)質(zhì)量。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料:
-《電磁波的歷史與發(fā)展》:介紹電磁波從理論提出到實(shí)際應(yīng)用的歷史進(jìn)程,以及不同科學(xué)家在電磁波研究中的貢獻(xiàn)。
-《電磁波的傳播與應(yīng)用》:詳細(xì)講解電磁波的傳播特性,如反射、折射、衍射等,以及其在通信、雷達(dá)、遙感等領(lǐng)域的應(yīng)用。
-《電磁兼容與電磁干擾》:探討電磁干擾的來源、影響及防護(hù)措施,提高學(xué)生對(duì)電磁環(huán)境的認(rèn)識(shí)。
-《電磁場與生物體的相互作用》:介紹電磁場對(duì)生物體的影響,以及相關(guān)研究在醫(yī)學(xué)、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用。
2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究:
-學(xué)生可以查閱相關(guān)書籍和資料,深入了解電磁波的產(chǎn)生、傳播和接收原理。
-組織學(xué)生開展電磁波實(shí)驗(yàn),如自制簡易天線、測量電磁波的傳播速度等,提高學(xué)生的實(shí)踐能力。
-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電磁波在生活中的應(yīng)用,如智能家居、無線通信等,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際應(yīng)用能力。
-鼓勵(lì)學(xué)生參與電磁波相關(guān)的科技競賽,如青少年科技創(chuàng)新大賽、物理競賽等,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和競爭意識(shí)。
3.電磁波相關(guān)知識(shí)拓展:
-電磁波譜:了解電磁波譜的分布,包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等。
-電磁波的干涉與衍射:學(xué)習(xí)電磁波在傳播過程中產(chǎn)生的干涉和衍射現(xiàn)象,以及其在光學(xué)中的應(yīng)用。
-電磁波的量子化:探討電磁波的量子化特性,如光子的概念,以及其在量子通信、量子計(jì)算等領(lǐng)域的應(yīng)用。
-電磁波與物質(zhì)相互作用:研究電磁波與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的現(xiàn)象,如光電效應(yīng)、磁共振等。
4.實(shí)際應(yīng)用案例分析:
-5G通信技術(shù):分析5G通信技術(shù)中的電磁波傳播特性,以及其在高速數(shù)據(jù)傳輸、物聯(lián)網(wǎng)等方面的應(yīng)用。
-航天遙感技術(shù):探討航天遙感技術(shù)中電磁波的探測和利用,以及其在資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用。
-醫(yī)學(xué)影像技術(shù):介紹醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中電磁波的成像原理,以及其在疾病診斷和治療中的應(yīng)用。課堂1.課堂評(píng)價(jià)
課堂評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán),通過以下幾種方式,教師可以有效地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。
(1)提問與討論
在課堂教學(xué)中,教師可以通過提問和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。提問的方式可以多樣化,包括直接提問、問題鏈提問、開放性問題等。通過這些問題,教師可以評(píng)估學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度,以及他們分析和解決問題的能力。
(2)觀察與記錄
教師應(yīng)觀察學(xué)生在課堂上的參與度、課堂行為和互動(dòng)情況。通過記錄學(xué)生的反應(yīng)、表情和動(dòng)作,教師可以了解學(xué)生對(duì)新知識(shí)的接受程度和興趣點(diǎn)。
(3)實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)
對(duì)于電磁場與電磁波這一章節(jié),實(shí)驗(yàn)操作是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。教師可以通過觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性來評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
(4)課堂小測驗(yàn)
在課堂教學(xué)的適當(dāng)環(huán)節(jié),可以安排一些小測驗(yàn)來檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。這些測驗(yàn)可以是選擇題、填空題或簡答題,旨在快速評(píng)估學(xué)生的知識(shí)水平。
2.作業(yè)評(píng)價(jià)
作業(yè)是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評(píng)。
(1)作業(yè)批改
教師應(yīng)仔細(xì)閱讀每一份作業(yè),檢查學(xué)生的解題過程、答案的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。對(duì)于錯(cuò)誤,要給予清晰的批注,指出錯(cuò)誤的原因。
(2)作業(yè)點(diǎn)評(píng)
在作業(yè)點(diǎn)評(píng)中,教師不僅指出學(xué)生的錯(cuò)誤,還應(yīng)給予積極的反饋,鼓勵(lì)學(xué)生從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)。對(duì)于優(yōu)秀作業(yè),可以給予表揚(yáng),并作為范例供其他學(xué)生參考。
(3)作業(yè)反饋
作業(yè)反饋要及時(shí),以便學(xué)生能夠在下一節(jié)課前了解到自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以通過課堂講解、個(gè)別輔導(dǎo)或小組討論等方式,幫助學(xué)生理解和改正作業(yè)中的錯(cuò)誤。
3.形成性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)
(1)形成性評(píng)價(jià)
形成性評(píng)價(jià)是指在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行持續(xù)性的評(píng)價(jià)。通過形成性評(píng)價(jià),教師可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)。
(2)總結(jié)性評(píng)價(jià)
通過以上評(píng)價(jià)方式,教師可以全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,為下一階段的教學(xué)提供參考。同時(shí),這也幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施(一)教學(xué)特色創(chuàng)新
1.互動(dòng)式教學(xué):在講解電磁場與電磁波這一章節(jié)時(shí),可以嘗試引入更多的互動(dòng)環(huán)節(jié),比如讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作,或者通過小組討論來分析案例。這樣不僅能夠提高學(xué)生的參與度,還能增強(qiáng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和問題解決能力。
2.跨學(xué)科教學(xué):結(jié)合信息技術(shù),利用虛擬實(shí)驗(yàn)室和模擬軟件,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)電磁波的產(chǎn)生和傳播,這種跨學(xué)科的教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,并且提高他們的實(shí)踐操作能力。
反思改進(jìn)措施(二)存在主要問題
1.學(xué)生對(duì)抽象概念的理解困難:電磁場與電磁波的概念相對(duì)抽象,一些學(xué)生可能難以理解其物理意義。這需要在教學(xué)中加強(qiáng)直觀教學(xué),例如使用模型和動(dòng)畫來幫助學(xué)生形象化地理解這些概念。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想:由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制或操作不當(dāng),實(shí)驗(yàn)課的效果可能不理想。這要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)上需要更加精細(xì),確保每個(gè)學(xué)生都能順利完成實(shí)驗(yàn)。
3.學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高:部分學(xué)生可能對(duì)電磁場與電磁波的學(xué)習(xí)缺乏興趣,這需要在教學(xué)設(shè)計(jì)上增加趣味性,通過實(shí)際應(yīng)用案例來吸引學(xué)生的注意力。
反思改進(jìn)措施(三)
1.強(qiáng)化直觀教學(xué):通過引入更多的實(shí)物模型和多媒體資源,如3D模型、動(dòng)畫演示等,幫助學(xué)生直觀地理解電磁場與電磁波的概念。
2.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué):對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃,確保每個(gè)學(xué)生都能在實(shí)驗(yàn)中充分參與。同時(shí),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的講解和實(shí)驗(yàn)后的討論,幫助學(xué)生理解和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3.提升教學(xué)趣味性:在講解過程中,結(jié)合生活中的實(shí)際例子,如無線通信、家用電器等,讓學(xué)生感受到物理知識(shí)的實(shí)用性和趣味性。此外,可以設(shè)置一些有趣的物理小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在動(dòng)手操作中學(xué)習(xí)。
4.強(qiáng)化學(xué)生主體地位:鼓勵(lì)學(xué)生提出問題,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索和思考。通過設(shè)計(jì)一些開放性問題,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。
5.定期反饋與評(píng)估:通過課堂提問、小測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方式,定期對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)估,及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并根據(jù)反饋調(diào)整教學(xué)策略。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生自我評(píng)估,提高他們的學(xué)習(xí)自覺性和主動(dòng)性。典型例題講解典型例題一:
題目:一個(gè)LC振蕩電路,電感L=0.5H,電容C=0.01μF,求電路的固有頻率。
解答:
根據(jù)LC振蕩電路的固有頻率公式:
\[f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\]
代入L和C的值:
\[f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{0.5\times0.01\times10^{-6}}}\]
\[f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{5\times10^{-8}}}\]
\[f_0=\frac{1}{2\pi\times7.07\times10^{-4}}\]
\[f_0\approx2.24\times10^3\text{Hz}\]
典型例題二:
題目:一個(gè)LC振蕩電路,當(dāng)電容C減小到原來的1/4時(shí),電路的固有頻率將如何變化?
解答:
根據(jù)LC振蕩電路的固有頻率公式:
\[f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\]
當(dāng)C減小到原來的1/4時(shí),即C'=C/4,代入公式:
\[f_0'=\frac{1}{2\pi\sqrt{L\timesC'}}\]
\[f_0'=\frac{1}{2\pi\sqrt{L\times(C/4)}}\]
\[f_0'=\frac{1}{2\pi\sqrt{C/4}}\]
\[f_0'=\sqrt{4}\times\frac{1}{2\pi\sqrt{C}}\]
\[f_0'=2\times\frac{1}{2\pi\sqrt{C}}\]
\[f_0'=2f_0\]
所以,電路的固有頻率將增加到原來的2倍。
典型例題三:
題目:一個(gè)LC振蕩電路,已知電感L=1H,電容C=0.1μF,求電路的品質(zhì)因數(shù)Q。
解答:
根據(jù)LC振蕩電路的品質(zhì)因數(shù)公式:
\[Q=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{L}{C}}\]
代入L和C的值:
\[Q=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{1}{0.1\times10^{-6}}}\]
\[Q=\frac{1}{2\pi}\sqrt{10^7}\]
\[Q=\frac{1}{2\pi}\times10^3.5\]
\[Q\approx1708\]
典型例題四:
題目:一個(gè)LC振蕩電路,電感L=0.5H,電容C=0.01μF,當(dāng)電路中的電阻R=10Ω時(shí),求電路的衰減常數(shù)α。
解答:
根據(jù)LC振蕩電路的衰減常數(shù)公式:
\[\alpha=\sqrt{\frac{R}{L}}\]
代入R和L的值:
\[\alpha=\sqrt{\frac{10}{0.5}}\]
\[\alpha=\sqrt{20}\]
\[\alpha\approx4.47\text{s}^{-1}\]
典型例題五:
題目:一個(gè)LC振蕩電路,電感L=0.1H,電容C=0.01μF,當(dāng)電路中的電阻R=100Ω時(shí),求電路的振蕩周期T。
解答:
根據(jù)LC振蕩電路的振蕩周期公式:
\[T=2\pi\sqrt{LC}\]
代入L和C的值:
\[T=2\pi\sqrt{0.1\times0.01\times10^{-6}}\]
\[T=2\pi\sqrt{10^{-8}}
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